Антигенно изместване и дрейф

Ако помниш от предишен раздел, говорихме набързо как грипните вируси биват категоризирани и наименувани според разликите в генетичния им материал. Какви са процесите, чрез които геномите на грипните вируси стават толкова различни? По два начина – чрез антигенен шифт и антигенен дрифт. Да си представим експеримент, в който разглеждаме генетичната промяна във времето – на оста х ще нанеса времето. На оста у нанасям генетичната промяна. В този експеримент взимаме грипен вирус, който ще замразим, така че да не му позволяваме да се репликира. В резултат на това в течение на времето няма генетична промяна. Да вземем втори грипен вирус и този път ще му позволим да инфектира клетка и да се репликира. Докато се репликира, той ще копира генома си, който при грипните вируси е изграден от РНК. Когато геномът се копира многократно, ще възникнат малки мутации. Виждаме натрупване на генетична промяна с времето. Това важи особено за РНК вируси като грипа, понеже РНК няма механизъм за поправяне, какъвто имаме в ДНК генома, който не позволява да протекат такива мутации. Този процес се нарича антигенен дрейф и това може да се случи при всички видове вируси, не само при грипния. Уникалното за вирусите грип А е способността да преминат през огромни количества генетична промяна за кратък период от време – да вземем грипен вирус в жълто и, също като преди, да му позволим да инфектира клетка с някакви други щамове грип А и да се репликира, и после изведнъж виждаме голям скок на генетични промени. После може да продължи да се репликира пак като преди, натрупва тези мутации, понеже преминава през антигенен дрейф, точно както видяхме при другия вирус. После, може би отново виждаме огромна промяна в генетичния материал. Тези огромни промени са много по-големи от просто група точкови мутации тук-там. Тук се променя цял участък от генома. Това наричаме антигенен шифт. Това е специална характеристика на грипните вируси от тип А. Както споменах преди, вирусите грип А могат да претърпят антигенен дрифт, както и антигенен шифт. Вирусите тип В, от друга страна, могат да претърпяват само антигенен дрейф, както всеки друг вирус. Нека обясня по-подробно какво се случва при антигенен шифт. Да вземем два вируса грип А. Ако помниш от предишния раздел, говорихме как вирусите грип А биват наименувани според различните повърхностни протеини, които имат. Ще наречем този Н1N1 и ще наречем този H5N2 – той има Н2 повърхностни протеини и N2 повърхностни протеини. Това, което прави грипните вируси толкова уникални е фактът, че геномът им е сегментиран на 8 части. Чертая 8 части РНК във всеки от тези вируси грип А. Да кажем, че тези два различни щама грип А инфектират една и съща клетка. Когато те инфектират една и съща клетка, те имат възможността да обменят генетичен материал. Всички части от РНК от двата вируса грип А сега са в една и съща клетка и е произведен нов вирус. Този нов вирус може да има генетичен материал от всеки от родителските вируси. В тази ситуация този нов вирус, ще кажем, че има Н5 повърхностни протеини и N1 повърхностни протеини – това е Н5N1 вирус. Има Н5 повърхностни протеини от този родителски вирус и има N1 повърхностни протеини от този родителски вирус. Това е чисто нов вирус на грипа с нови повърхностни протеини, които имунната ни система никога преди не е виждала. Когато имаме антигенен шифт в популацията, тогава имаме огромни пандемии. Човешкото население не може да се защити добре срещу този нов вирус. Ето това представляват антигенният дрифт и антигенният шифт. Определено е важно, понеже показва как грипните вируси могат да са толкова опасни.